JPH065841B2 - 通信網のための回路争奪方法および回路争奪装置 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明は、通信網のための回路争奪方法およびその装置
に係り、特に送出されたパケット間の衝突を避けるよう
に通信網に対し完璧な送信手順を与える回路争奪方法お
よびその装置に関する。また本発明は、非２地点間ＡＣ
結合システムにも応用することができる。

〔従来の技術〕

現在、企業内情報通信網（ＬＡＮ）などの電気通信網に
は、同じ周波数帯域を使用する送受信機などの装置、２
台またはそれ以上を、これらの装置からの時分割多重化
（ＴＤＭ）信号を伝送する単一のバスに接続する種々の
構成が含まれている。このような構成を備えていれば、
複数の装置が、同一の一方向ＴＤＭチャンネルを介して
同時に伝送することが可能である。そのＴＤＭチャンネ
ル上で同時伝送が発生した場合、信号どうしが衝突し、
個々の信号を復元することは不可能となる。

(1)単一の一方向チャンネル上で、２つまたはそれ以上
の信号が衝突した場合、それを検出し、(2)その衝突を
解消することを、送受信機に可能ならしめる種々の回路
争奪方式が考えられている。このような方式の一つが、
１９８５年９月２４日付けでエー・タカギ(A.Takagi)他
に発行された米国特許第4543574号に開示されている。
この方式では、回路争奪検出段階が開始されてチャンネ
ルの特定方向の衝突が検出され、一度、そのチャンネル
に結合されている受信機が衝突を検出すると、衝突解消
段階が開始される。解消段階においては、すべてのノー
ドが、そのノードの分を区別するために所定の期間だけ
停止し、その衝突に巻き込まれたノードのうち、伝送方
向により一番左または一番右のノードが、そのパケット
を再び伝送する一方、衝突に巻き込まれた他のノード
は、別の連続するパケット伝送時間を予約する。衝突す
るノードのすべてが、それぞれのパケットを伝送する
と、解消段階が終了し、システムは回路争奪検出段階を
有する通常の伝送に戻る。ランダム・アクセス通信シス
テムのための別の２段階方式が、１９８８年５月１７日
付けでデー・エイコウドウリ(D.Raychaudhuri)に発行さ
れた米国特許第4754599号に開示されている。

１９８３年８月８日出版の「コンピュータに関するＩＥ
ＥＥ会報(IEEE Transactions On Computers)」、第C-32
巻、第８号記載のダブル・ダブル・チュー(W.W.Chu)他
による論文(p.763〜p.766)には、回路争奪に基づいたチ
ャンネル予約方式が開示されている。この方式では、予
約サブフォーマットおよびデータ・サブフォーマットか
らなるフレーム・フォーマットが使用されている。予約
サブフォーマットには、予約スロットがあり、各予約ス
ロットによりスロット化ＡＬＯＨＡ(aditive links on-
line Hawaii area)プロトコルを用いて予約要求を送る
ことができる。予約要求が衝突しない場合、回路獲得の
成功とみなされて、分散されている計画アルゴリズムが
各ノードで実行され、それぞれのパケット伝送の計画を
立てる。回路争奪に関する。分散された（通信）要求毎
の（回線）割当による多元アクセス（ＤＡＭＡ：demand
assignment multiple access）パケット伝送方式は、
その他に、例えば、１９８４年１２月出版の「コンピュ
ータに関するＩＥＥＥ会報(IEEE Transactions On Comp
uters)」、第C-33巻、第12号記載のエム・ファイン(M.F
ine)による論文(p.1130〜p.1139)に開示されている。こ
れには、予定延期アクセス(Schedule Delay Access)手
順、予約アクセス(Reservation Access)手順、および試
行・延期アクセス(Attempt-and-Defer Access)手順など
の技術も含まれている。

またＬＡＮに加え、従来技術の伝送方式には、種々の３
２ビツト・バックプレーン・バス構造も含まれる。例え
ば、仲裁方式を用いてバスを介したメッセージ伝送を行
う、非同期ＶＭＥバス規格、および同期マルチバスII規
格などが含まれる。これらを含め、その他のバックプレ
ーン・バス規格が、１９８６年３月出版の「マイクロプ
ロセッサとその応用システム(Microprocessors and Mic
rosystems)」、第10巻、第2号掲載のピー・エル・ボリ
ル(P.L.Borrill)の論文(p.94〜p.100)に広範囲に説明さ
れている。

従来技術のシステムにおいては、ノード、即ち装置がパ
ケットを送ると、バス上に信号が現れるが、パケット周
期中に何れのノード（即ち装置）にも伝送すべきパケッ
トが無ければ、バスは平穏である。第二に、中継器の受
信機などのようなＡＣ結合装置は、適切なデューティ・
サイクルを維持するように変化を見るために、常に何ら
かの信号パターンを必要とするため、変化に関する連続
的な信号が何も無いシステムでは、そのＡＣ結合装置に
受信されたデューティ・サイクルが変化するので、シス
テムにとって問題となる。

従来の技術に残された問題点は、共通バスにおける衝突
を回避する回路争奪装置を提供し、そのバスに接続され
ている装置が衝突の有無を監視したり、衝突のためにパ
ケットを転送し直す必要がないように完璧な送信手順を
提供することにある。従来の技術の第二の問題点は、Ａ
Ｃ結合を応用したシステムにも使用することができ、障
害箇所の隔離および特定を可能とし、最悪の場合でもバ
ス・アクセスの遅れが限度を越えない回路争奪装置を提
供することにある。

〔発明の概要〕

上記の従来技術の問題点は、本発明の通信網のための回
路争奪方法およびその装置により解決できる。すなわち
本発明は、ＡＣ結合を応用したシステムにも使用するこ
とができ、傷害箇所の隔離および特定を可能とし、最悪
の場合でもバス・アクセスの遅れが限度を越えることな
く、送出されたパケット間の衝突を回避するためにバス
上のすべての情報パケットを完全に送信する手順を提供
する。さらに具体的に説明すれば、本発明の回路争奪装
置は、前のパケット伝送期間中に二段階回路争奪手順を
用いて、パケット伝送期間中に伝送すべきパケットを動
的に決定するように作用する。

本発明の装置は、第１の回路争奪段階において、(1)伝
送するべきパケットを持ち、(2)分布上の基準から最高
の優先度を有する。１つまたはそれ以上の装置を判定す
る。このような装置は、第１の優先度回路争奪段階の成
功装置であることを宣言し、第２の回路争奪段階へと進
み、その一方、その他のすべての装置は、次のパケット
伝送期間に再び回路争奪を行う。上記第１の優先度回路
争奪段階の成功装置は、第２の回路争奪段階に入り、こ
れらの装置の中から１つが、分布上の基準で、即ち循環
的にインクリメントされたポインタの位置に基づいて、
第２の回路争奪段階の成功装置として選択される。第２
の回路争奪段階中に一時的に指示されている装置が、第
１の回路争奪段階の１つまたはそれ以上の優先される成
功装置の１つでないか、または実装されていない場合、
バスに沿った所定の方向で、それに最も近い別の装置が
成功装置として宣言され、そのパケットを次のパケット
伝送期間にすべての装置へ送ることが許される。第１の
回路争奪段階で伝送するべき「実データ」を持つ装置が
ない場合、すべての装置が成功装置として宣言され、第
２回路争奪段階中に指示される装置、またはその指示さ
れた装置が実装されていない場合は所定の方向で最も近
い装置が自らを成功装置であると宣言し、この装置は次
のパケット伝送期間に「完全空白」信号パケットをすべ
ての装置に送る。そのバスに結合されているＡＣ結合装
置により必要とされるデューティ・サイクルを維持する
ために、伝送された実データまたは完全空白のパケット
信号に十分な変化と平均電力水準があるように、「実デ
ータ」信号パケットおよび「完全空白」信号パケットの
各々が調整される。

〔実施例〕

第１図に、本発明の回路争奪装置の一実施例である単一
の星状構成システムである通信網を示す。この第１図に
示す通信システムである通信網は、単に説明するための
ものであり、本発明はこの実施例に制限されることな
く、さらに、他の適当な電気的または光学的通信システ
ムである通信網に適応できる。

第１図において、この典型的な通信システムである通信
網は、優先度バス１２、回路争奪バス１３およびポイン
タ・バス２４に別個に接続された複数のＭ個の装置１１
_１〜１１_Ｍからなる基板群１０を備えている。以下、説
明の都合上以降回路基板を１１_１〜１１_Ｍと示す。さら
に。この通信網は、第１および第２の星状結合手段１
４，１５、および局部中継器１６を備えている。各回路
基板１１_１は、電気的または光学的な送信部１７_１、電
気的または光学的な受信部１８_１、および本発明の回路
争奪装置の一部を構成する回路争奪回路１９_１を、それ
ぞれ別個に備えている。先ず、第１図および第２図に示
されたシステムである通信網を全体的に説明し、次に、
本発明の回路争奪装置を説明する。

各送信部１７_１は、導線または光ファイバ２０_１から成
るそれぞれ別個のグループを介して、第１の星状結合手
段である星状結合器１４の１つまたはそれ以上の別個の
入力ポートに接続されている。この導線または光ファイ
バの数は、適切なプロトルコを用いて情報パケットを送
るために必要な別個の信号の数によって決まる。例えば
デジタル伝送に付いて言えば、１６ビットのパケットを
並列に送る必要がある場合、送信バス２０_１の各々に対
し１６本の導線または光ファイバが必要となり、各導線
は、１６個の星状結合器である星状結合手段１４の別個
の１つの別個の入力ポートに接続される。１６ビットの
パケットを直列伝送する場合は、送信バス２０の各々に
対し１本の導線が必要なだけであり、その１本の導線
は、１個の星状結合器である星状結合手段１４の別個の
入力ポートに接続される。

星状結合手段１４は、その入力ポートにおいて基板群１
０の回路基板１１_１〜１１_Ｍから同時に受信した信号に
よって、送信バス２１上に単一の出力信号を合成する。
前述の典型的な１６並列ビットの場合、１つまたはそれ
以上の受信信号の対応する各ビットは、結合されて、送
信バス２１の別個の導線上に別個の出力ビット信号とし
て与えられる。同様に、典型的な直列伝送の場合は、一
連のビット時間の各期間中に、星状結合手段１４の１つ
またはそれ以上の任意の入力ポートにおいて回路基板１
１_１〜１１_Ｍから同時に受信した何れのビット信号も、
結合されて、その時間間隔の間に送信バス２１を介して
伝送される。伝送バス２１上の信号は、局部中継器１６
に渡される。局部中継器１６は、送信バス２１からの入
力信号を再生し、その再生信号を受信バス２２を介して
第２の星状結合手段１５へ送り返す。次に、第２の星状
結合手段１５は、局部中継器１６からの個々の入力信号
を、複数（Ｍ）個の部分に分割し、これらの各部分を、
１つまたはそれ以上の導線または光ファイバ２３_１〜２
３_Ｍのそれぞれのグループを介して回路基板１１_１〜１
１_Ｍの受信部１８_１〜１８_Ｍの１つ１つに、送り返す。

第２図に、各々が第１図に示した構成を含む複数（Ｎ）
個の基板群１０_１〜１０_Ｎを用いた構造を有する拡張２
層星状の通信システムである通信網を示す。基板群１０
_１〜１０_Ｎの各々は、複数（Ｍ）個の別個の回路基板１
１_１〜１１_Ｍ（ここで各基板群１０_ｊの各回路基板は、
バス２０_１によって第１の星状結合手段１４_ｊに結合さ
れた送信器１７_ｉを備えている。）と、第２の星状結合
手段１５_ｊに結合された受信部１８_ｉと、第１図に部分
的に示されているように各々の基板群１０_ｊ内部の優先
度バス１２、回路争奪バス１３、ポインタ・バス２４お
よび１ビットの制御バス２５に接続された回路争奪回路
１９とを備えている。第１の星状結合手段１４_１〜１４
_Ｎの各々は、バス２１_１〜２１_Ｎを介して、それぞれの
局部中継器３０_１〜３０_Ｎに接続される。局部中継器３
０_１〜３０_Ｎの各々は、第１図の局部中継器１６同様に
作用する。即ち、局部中継器の間の回路争奪が解消され
た後、接続されているバス２１_ｊ上の受信信号を再生
し、後述するように、各基板群に対する分配要領と同じ
分配要領で、第３の星状結合手段３１の別個の入力ポー
トに、その再生信号を送る。第３の星状結合手段３１
は、局部中継器３０_１〜３０_Ｎから同時に受信した信号
より、単一の出力信号を合成し、この出力信号を主中継
器３２に送る。

主中継器３２は、第３の星状結合手段３１から受信した
信号を再生・増幅し、その再生信号を第４の星状結合手
段３３に送る。第４の星状結合手段３３は、主中継器３
２からの信号をＮ個のほぼ等しい大きさに分割し、基板
群１０_１〜１０_Ｎに接続されている複数（Ｎ）個の第２
の局部中継器３４_１〜３４_Ｎに分配する。第２の局部中
継器３４_１〜３４_Ｎの各々は、主中継器の出力信号の受
信部分を再生し、その再生出力信号を第２の星状結合手
段１５_１〜１５_Ｎの対応する星状結合手段に送る。第２
の星状結合手段１５_１〜１５_Ｎは、それぞれ、第１図の
第２星状結合手段１５に対して説明したように作用し
て、受信信号を再生し、その再生信号を関係する基板群
１０_ｊのＭ個の回路基板１１_１〜１１_Ｍの各々に送る。

本発明による回路争奪法は、基本的に２段階方式であ
り、別個の電気的な回路争奪バス１２、１３、および２
４によって都合よく電気的に行われる。しかし、本発明
による回路争奪は、光学的に行うことも可能である。本
発明の一実施例によれば、正常なパケット周期の期間中
は、第５図の典型的なシーケンスに示すように、各基板
群１０において回路争奪の第一段階として、優先度の回
路争奪が行われる。基板群の優先度回路争奪段階５０の
期間中に、第１図および第２図の各基板群の回路基板１
１_ｉのうち、伝送できる情報パケット（これは、「実」
データとも称する）を有すると共に最高の優先度を有す
る１つまたはそれ以上の回路基板１１_ｉが、分布状態に
基づく第１優先段階の成功装置としてその回路基板自体
を宣言する。

基板群１０のその他の失敗した回路基板は、この２段階
回路争奪方式の残る（２段目の）期間中に行われる次の
回路争奪から離脱し、次のパケットの伝送期間中に再び
回路争奪を行う。さらに具体的には、典型例である４レ
ベルの優先割当に対し、使用可能な典型的な２ビット優
先度符合は、００，０１，１０、および１１であり、符
合００は、例えば、最低の優先度とみなされる。回路基
板１１_１〜１１_Ｍの各々は、これらの優先度符合の１つ
を選択的に割り当てられ、割り当てられた符合は、例え
ば、その基板１１_ｉの回路争奪回路１９_ｉ内部のメモリ
（図示せず）に格納される。

第３図は、第１図の基板群１０または第２図の各基板群
１０_ｊにおける回路争奪回路１９_１〜１９_Ｍに対する代
表的な構成であり、優先度バス１２に関する第１の基板
群回路争奪段階５０を行うものである。典型的な方式を
論じるために、優先度の回路争奪を行うための典型的な
構成要素を示すように、第３図では回路争奪回路１９_１
のみを展開した。第３図に示すように、回路基板１１_１
〜１１_Ｍからなる基板群１０に対する第１優先段階の期
間中、各回路争奪回路１９_１〜１９_Ｍの復号器４０は、
その回路基板に割り当てられた２ビット優先度符合を取
り、その典型的な２ビット符合を典型的な４ビット符合
に変換する。例えば、有り得る典型的な２ビット／４ビ
ット変換は、各４ビット符合に対し「１」のビットが別
々のビット位置にあるような、００＝０００１，０１＝
００１０，１０＝０１００、および１１＝１０００であ
る。なお、４ビットの優先度符合を回路争奪回路１９_ｉ
のメモリ（図示せず）に直接格納しておくことにより、
復号器４０の必要性を避けることも可能である。次に、
その４ビット優先度符合は、典型的に接続される（当分
野で周知の）オープン・コレクタ・ドライバ（ＯＣＤ）
４１によって、典型的な４本の優先度バス１２の対応す
る導線に伝送される。このバスのデータ導線は、ドライ
バ４１の内部のオープン・コレクタ・ゲート（図示せ
ず）によって駆動され、論理「１」の値は、ゼロ電位に
よって表される。４ビット符合の各ビットによって、別
個の抵抗３８を介して電圧源３９に至る別個の導線１２
が駆動される。従って、周知のように、バス１２上の値
は、このバスを駆動する装置全体１９によってバスに置
かれた値の論理和（ＯＲ）である。

３個の回路基板１１の各々が、第１の基板群回路争奪段
階の期間中に伝送すべきデータのパケットを有し、第１
の回路基板の４ビツト優先度符合が１０００であり、第
２の回路基板の４ビット優先度符合が０１００であり、
さらに第３の回路基板の４ビット優先度符合が１０００
である、と仮定する。これらの３つの４ビット優先度符
合が優先度バス１２の対応する４本の導線に同時に現れ
ると、このバスの各導線が個々のＯＲゲートとして作用
する結果、４ビットのバス符合１１００を生成し、各回
路争奪回路１９_１の優先度バッファ４２に受信・記憶さ
れる。各回路争奪回路１９_１の比較器４３は、接続され
ているバッファ４２から記憶されていた４ビットのバス
符合を受信し、この４ビット・バス符合をその回路基板
の符合と比較することにより、記憶されていた符合の最
高位の「１」がその回路基板１１_１の４ビット優先度符
合の最高位の「１」に対応するかどうかを判定する。対
応する場合、その回路基板は、第１の基板群回路争奪段
階の「成功装置」であると宣言し、「成功」信号が比較
器４３の出力として生成される。上記の例では、第１と
第３の回路基板が成功装置として宣言することになる。
バッファ４２に記憶されている符合の最上位「１」が、
その回路基板の優先度符合の最上位の「１」に対応しな
い場合、比較器４３は「失敗」信号を生成し、その回路
基板は現在の基板群回路争奪手続きから離脱して、その
パケットの伝送に対する次のバッファ周期に再び回路争
奪を行う。

第５図の時間周期５１に相当する第２の基板群回路争奪
段階において、この第２の回路争奪段階に入るのは、基
板群１０の回路基板１１０_１のうち、第１の優先度回路
争奪段階において残った、即ち「成功」と宣言した回路
基板１１のみである。この段階に対する典型的な回路を
第４図に示す。説明のため、基板群１０は、８個の回路
基板１１_１〜１１_８のみを有するものとする。この場
合、回路争奪バス１３は、基板群の回路基板１０の番号
に対応する典型的な８本の導線を有し、各導線は、別個
の抵抗３６を介して電圧源３７で終わっている。第２の
回路争奪段階で比較できるように、各回路基板１１_１〜
１１_８は、１から７まで順番に番号が割り当てられ、そ
れらの番号は、それぞれの回路争奪回路１９_１のメモリ
（図示せず）に記憶されている。割り当てられた番号
は、復号器４４によって、その回路基板に割り当てられ
た番号に対応するビット位置だけが、例えば「１」であ
るような、各番号に対応する８ビット符合に変換され
る。なお、この８ビット符合を直接使用できるようにメ
モリに記憶しておくと、それにより、復号器４４の必要
性を回避することが可能である。

さらに具体的には、順序的に最初の回路基板１１_０であ
れば、順序符合０が割り当てられ、復号器４４は、
「１」、即ちハイ・ビットが最低位ビット位置にのみ現
れる変換番号０００００００１を生成する。同様に、回
路基板１１_１および１１_７であれば、これらの２つの基
板は順序的に第２および最後に割り当てられる基板であ
るから、８ビット順序符合００００００１０および１０
００００００を持つことになる。

第５図において５１と指定された第２の基板群回路争奪
段階の期間中、第１の優先度回路争奪段階で成功と宣言
した各回路基板１９は、８ビット順序符合を、オープン
・コレクタ・ドライバ４５を介して、典型的な８本の回
路争奪バスの対応する導線に、論理「１」の値をゼロ電
位で表して送出する。このように８ビット符合を送出す
ることにより、回路争奪バス１３の関係する導線に、そ
の回路基板が依然として回路争奪していることを示すフ
ラグ、即ちポインタ（ある位置における「１」）が効率
的に掲げられる。各基板において回路争奪中の基板が分
かるように、バス１３上の８ビットの値は、回路争奪バ
ッファ４６に記憶される。一連のパケット周期を通し
て、ポインタが各パケット周期毎に循環的にインクリメ
ンとされながら、各パケット周期の第２の基板群回路争
奪段階の間に異なった回路基板が１つずつ指示される。
なお、ポインタの位置決め方法には、特定の実施状況に
応じて種々のアルゴリズムを使用することが可能であ
り、循環的なインクリメンテーションもそのようなアル
ゴリズムの１つである。さらに具体的には、基板群１０
につき典型的な回路基板が８個（０〜７）ある場合に付
いて考えると、第５図に示した第１のパケット周期５４
の間、中継器１６の基板４８に記憶されているフラグ、
即ちポインタは、番号０に初期化される。次に、この番
号「０」は、基板４８において３ビット符合に変換さ
れ、３ビットのバスを介してすべての回路争奪回路１９
に伝送され、ポインタ・バッファ６０に記憶される。回
路基板０では、この３ビット符合がその基板の番号と一
致すべきことを知ったうえで、その基板が伝送すべきパ
ケットを有し、かつ第１の基板群回路争奪段階ののち依
然として回路争奪中である場合、この第２のパケット周
期５５の間、上記のフラグ、即ちポインタは、番号１に
インクリメントされ、そして上記と同様に、回路基板１
が、伝送すべきパケットを有し、かつ第１の基板群回路
争奪段階ののち依然として回路争奪中である場合、基板
１は、このパケット周期の間中、第２の基板群回路争奪
段階の成功装置であると宣言する。このとき、回路争奪
を行う各回路基板１０は、３ビットのポインタ・バスお
よび８ビットの回路争奪バスから十分な情報を得て、第
２の基板群回路争奪段階の成功装置が何れであるかを決
定する。ポインタで指示された回路基板が、第２の基板
群回路争奪段階５１中に、８ビット回路争奪バス１３の
割り当てられた導線にフラグを揚げていれば、その基板
は、それ自体を成功装置であると判断する。反対に、ポ
インタで指示された回路基板が、第２の基板回路争奪段
階５１中に、８ビット回路争奪バス１３の割り当てられ
た導線にフラグを揚げていない場合には、その指示され
た回路基板の所定の側の回路基板に最も近い回路基板
が、それ自体を成功装置であると宣言する。第２の回路
争奪段階の間に失敗した基板は、すべて、次のパケット
周期中に他のすべての回路基板と共に２段階基板群回路
争奪過程を再び開始する。第１の基板群回路争奪段階５
０において伝送するべきパケットを有する回路基板が存
在しない状況に対しては、前述のように、８個の回路基
板が、すべて、第１の基板群回路争奪段階の成功装置と
して宣言し、第２の基板群回路争奪段階５１に進み、こ
の段階で、そのパケット周期中にポインタで指示された
回路基板が在れば、その回路基板が、その基板が実装さ
れていないか、または機能していない場合は、それに最
も近い基板が、その２段階基板群回路争奪過程の成功装
置であると宣言し、さらに、次のパケット周期中に、所
定の「完全空白」パケットをその基板群１０に接続され
ている星状結合器１４に伝送する。そして、実データま
たは完全空白のパケットは、第１図において局部中継器
１６により受信され、それから星状結合器５に伝送さ
れ、さらに基板群１０の回路基板のすべてに送り返され
る。

第２図に示すような２層の通信網に付いては、第１に、
各基板群１０が、２段階回路争奪過程を行い、次に、Ｎ
個の局部中継器３０_１〜３０_Ｎが、第５図に示す第１の
局部中継器優先度回路争奪段階５２および第２の局部中
継器回路争奪段階５３の期間中に上記と同様の２段階回
路争奪過程を行うことにより、回路争奪を行う。なお、
第１段階の優先手順および第２段階の回路争奪手順の実
施には、第３図および第４図の典型的な構成に示したよ
うな類似の構成が、中継器３０の間で使用されるであろ
う。さらに具体的には、各局部中継器３０_ｊは、中継器
優先度バス６２を介して、第１の局部中継器優先度回路
争奪段階に関与するようになる。先の基板群回路争奪段
階５０に付いて説明したように、１つまたはそれ以上の
局部中継器３０が、基板群優先度バス１２上の優先度符
合を調べることにより、接続されている基板群の成功し
ている回路基板１０の優先度を判定し、、中継器優先度
回路争奪段階５２を実施する。即ち、基板群から受信し
た優先度が最も高い中継器が、局部中継器優先度回路争
奪段階５２の成功装置として宣言し、第２の局部中継器
回路争奪段階５３に進む。第１の局部中継器優先度回路
争奪段階５２の成功装置として宣言する各局部中継器３
０は、第２の局部中継器回路争奪段階５３に入り、その
段階において、ポインタ・バス６３を介して主中継器か
ら与えられる循環ポインタによって、それらの局部中継
器のうち１つが、上記第２の基板群回路争奪段階に対し
て要約したような過程を用いて、成功装置として宣言す
ることができる。成功した基板群の回路基板は、１ビッ
トのバス２５を介して成功した局部中継器３０によっ
て、次のパケット周期中にパケットを送信するように通
知される。その他の全ての局部中継器３０は、失敗とし
て宣言され、関係する基板群１０_ｊにおける中継器応答
周期の間に、１ビットのバス２５を介して、前に宣言さ
れた成功回路基板１１_１に、実データ・パケットは送ら
ないことを知らせ、代わりに「完全空白」パケットを送
って、次のパケット周期に再び回路争奪を行う。「完全
空白」パケットを送るのは、各局部中継器３０でＡＣ結
合装置が必要とするからである。前述のように、再生す
るべき実データを持つ局部中継器３０がない場合は、第
１の局部中継器優先度回路争奪段階において、すべての
局部中継器が成功装置であると宣言され、全局部中継器
３０のうち１つが、第２の局部中継器回路争奪段階５３
中に上記の循環ポインタを用いて、成功装置であると宣
言され、それが受信した完全空白パケットを星状結合器
３１および主中継器３２に向けて再生する。

主中継器３２などのようなＡＣ結合装置に付いては、そ
の装置の出力が歪むのを防ぐために、適切なデューティ
・サイクルを維持する必要がある。適切なデューティ・
サイクルを維持するためには、その装置において変化す
るデータ信号パターンが絶えず必要である。実データ・
パケットは、十分な変化と平均的な電力レベルを持つこ
とが多いが、データ・パケットが全く送られない期間が
あると、ＡＣ結合装置のデューティ・サイクルが徐々に
減少する。通常の不活発な（パケットのない）期間に完
全空白データのパケットを送ることにより、ＡＣ結合装
置に必要とされるデューティ・サイクルを維持すること
ができる。ただし、その完全空白パターンは、単に
「０」または「１」のみで構成されたものではないこと
を条件とする。そのようなパターンでは、十分な変化
や、平均的な電力レベルを与えることにはならず、ＡＣ
結合装置のデューティ・サイクルが適切に維持されない
からである。適切なパターンは、適切なスクランブル方
式または符合化方式によって得ることができる。

典型的かつ適切なスクランブル処理または符合化処理
は、パケットのビットを１つおきに反転することであ
る。これは、実データパケットに対しても行う必要があ
る。これにより、「０」のみを有する実データ・パケッ
トまたは完全空白パケットには、０および１が交互に現
れる。例えば、データ００００００００００を有するパ
ケットは、０１０１０１０１０１に符合化され、データ
００１１１１１１００を有するパケットは、０１１０１
０１００１に符合化される。また、符合化されたパケッ
トにパリティ・ビット５６を含めるようにすれば、ワー
ドに０または１の一方しか含まない場合でも、パリティ
・ビット５６のために、そのワードに０または１の一方
しかないということが避けられるので好ましい。このよ
うなパリティ・ビット５６は、スクランブルまたは符合
化の処理の後に、追加するようにする。なお、完全空白
パケットがスクランブル処理または符合化処理を経る必
要がないように、完全空白パケットを、最初から、回路
基板１１_１によって、０と１からなる所定のパターンに
有効なパリティ・ビットを付けたものとして、送ること
も可能である。これにより、各基板群の回路基板１１_１
の受信部１８_１において、そのパリティ・ビット５６を
エラー・チェックのために使用することができる。回路
基板において誤りを検出した場合、これを電気的または
光学的に中央処理装置（図示せず）に伝えることができ
る。中央処理装置では、その回路基板１１_１または局部
中継器３０_ｊに欠陥があるかどうかに付いて、他の回路
基板から送られる信号に基づいて判断が行われる。還言
すれば、パリティ・ビット５６ は、通信網（即ち、システム）における構成要素の障害
の隔離に役立つのである。

本発明の回路争奪装置によれば、いかなるパリティ・ビ
ット周期においても、システム全体でパケットの送信が
許されるのは１つの回路基板に限られ、さらにすべての
パケット周期を利用することができるので、完璧な送信
手順が提供できる。この完璧な送信手順は、パケット伝
送周期中に２つのパケットが同時に送信されないよう
に、情報パケットの送信手順を確立する２段階回路争奪
過程を、先行するパケット伝送周期の間に実行すること
により、実現することができる。なお、回路争奪処理
は、基板群回路争奪段階、中継器優先段階および回路争
奪段階の各段階に対し、先行する何れのパケット周期に
行ってもよく、また別個のパケット周期に行うことも可
能である。さらに、各局部中継器３０は、接続されてい
る基板群の成功した基板の優先度を調べるに過ぎないの
で、第２の基板群回路争奪段階５１および第１の中継器
優先度回路争奪段階５２に対し、連続した別個の時間周
期を使用せずに、それらの段階を同一周期に重複させる
ことも可能である。

【図面の簡単な説明】

第１図は、本発明の通信網のための回路争奪装置の一実
施例であり、１群の回路基板を有する星状構成の通信シ
ステムである通信網のブロック図、 第２図は、本発明の通信網のための回路争奪装置の一実
施例であり、星状構成通信システムを全体として成すよ
うに接続された複数の別個の第１図に示した星状構成シ
ステムである星状構成通信網のブロック図、 第３図は、第１図または第２図の何れか一方の構成にお
ける第１段階の優先度回路争奪バスに接続された１群の
回路基板のＭ個の回路争奪回路（回路争奪回路のうち１
つは、その典型的なブロック図を示すために展開してあ
る。）のブロック図、 第４図は、第１図または第２図の何れか一方の構成にお
ける第２段階の回路争奪バスに接続された１群の回路基
板のＭ個の回路争奪回路（回路争奪回路のうち１つは、
その典型的なブロック図を示すために展開してある。）
のブロック図、 第５図は、第１図から第４図の何れか一つで使用される
典型的なパケット伝送および回路争奪の手順を示すタイ
ム・シーケンス図である。

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (56)参考文献 特開 昭60−80337（ＪＰ，Ａ) 特開 昭63−70636（ＪＰ，Ａ) 米国特許第4543574（ＵＳ，Ａ) 米国特許第4584678（ＵＳ，Ａ)

Claims (15)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】通信網の複数の回路基板の間で情報パケッ
   トを直列に伝送するために回路争奪を行い、この複数の
   回路基板が各々Ｍ個の回路基板のすくなくとも１個の基
   板群を形成した通信網のための回路争奪方法において、 各基板群の上記Ｍ個の回路基板（１１）の各々に対し複
   数の優先レベルの１つを選択的に割り当てるステップ
   (a)を有し、さらに選択された時間周期中に実行するス
   テップとして、 何れの回路基板による情報パケットの伝送にも先立ち、
   各基板群内のすべての回路基板が実データ・パケットの
   送信可能性と上記の割り当てられた優先レベルとに関す
   る情報を与えることを可能にすることにより、第１の基
   板群回路争奪段階（５０）を実行し、その結果、ある基
   板群の少なくとも１個の回路基板が伝送すべき実データ
   ・パケットを有する場合、各基板群の回路基板のうち
   (i)送信すべき実データ・パケットを有しかつ(ii)送信
   すべき実データ・パケットを有する基板群内の各基板の
   うち最高の優先レベルを割り当てられた１個またはそれ
   以上の回路基板が、上記第１の基板群回路争奪段階で成
   功したとして宣言されるステップ(b)と、 各パケット伝送周期の間にＭ個の回路基板のうち異なる
   １つを指示するようにポインタを設定し、かつこのポイ
   ンタを使用することによって、各基板群においてポイン
   タによって指示された回路基板がステップ(b)において
   成功したものの中に含まれた場合には、上記回路基板を
   第２の基板群回路争奪段階で成功したと各基板群内で宣
   言し、また、上記の指示された回路基板がステップ(b)
   において成功したものの中に含まれなかった場合には、
   上記の指示された回路基板の所定の側の回路基板を上記
   第２の基板群回路争奪段階で成功したと宣言する、第２
   の基板群回路争奪段階（５０）を実行するステップ(c)
   と、 ステップ(c)において成功として宣言された上記回路基
   板が、後続のパケット伝送周期の間に、通信システムの
   上記複数の回路基板に対し情報パケットを送信する一
   方、その他の全ての回路基板が次の２段階基板群回路争
   奪処理の期間中に再び回路争奪を行うステップ(d)と、
   を有することを特徴とする通信網のための回路争奪方
   法。
2. 【請求項２】ステップ(b)の実行過程において、上記Ｍ
   個の回路基板の何れもが送信するべき実データのパケッ
   トを持っていない場合、上記Ｍ個の回路基板のすべてを
   上記第１の基板群回路争奪段階で成功したとして宣言す
   るステップ(b1)と、 ステップ(c)において指示された上記回路基板がステッ
   プ(b1)および(c)の実行状態に応じて完全空白のパケッ
   トを送信し、この完全空白のパケットが所定のビット配
   列からなる、ステップ(d1)と、をさらに有することを特
   徴とする請求項１記載の通信網のための回路争奪方法。
3. 【請求項３】ステップ(d)を実行するとき、通信網にお
   いて誤りの検出および障害の隔離を効果的に行うため
   に、上記複数の回路基板に各情報パケットを送信する前
   に、上記パケットに誤り検出符合追加することを特徴と
   する請求項１または２記載の通信網のための回路争奪方
   法。
4. 【請求項４】ステップ(d)を実行するとき、上記通信網
   において接続されているＡＣ結合受信装置のデューティ
   ・サイクルをほぼ一定に維持するために、上記複数の回
   路基板に送信するべき各情報パケットを、そのパケット
   の信号の所定数の変化と平均的な電力レベルを保証する
   符合によって符合化することを特徴とする請求項１また
   は２記載の通信網のための回路争奪方法。
5. 【請求項５】上記通信網が、Ｍ個の回路基板をそれぞれ
   有する複数のＮ個の基板群を備え、Ｍ個の回路基板の各
   基板群が複数のＮ個の局部中継器の別個の１つに接続さ
   れ、マルチ・タップの光学的または電気的な相互接続手
   段を介して上記複数のＮ個の局部中継器が主中継器に接
   続され、この主中継器が上記局部中継器から受信した各
   情報パケットを複数のＮｘＭ個の回路基板に送り返すも
   のにおいて、 ステップ(b)および(c)を行った後で、かつステップ(d)
   を行う前に、ステップ(c)において成功として宣言され
   (i)送信可能な実データのパケットと(ii)事前に割り当
   てられた最高の優先レベルとを併せ持つ回路基板のすべ
   てに接続されている上記局部中継器が、第１の局部中継
   器回路争奪段階で成功したと宣言する、第１の局部中継
   器回路争奪段階（５２）を実行するステップ(e)と、 一連の各パケット伝送周期の間にＮ個の局部中継器の異
   なる１つを指示するようにポインタを設定し、上記ポイ
   ンタにより指示された局部中継器がステップ(e)におい
   て成功したものの中に含まれていた場合には、上記局部
   中継器が第２の局部中継器回路争奪段階で成功したと宣
   言し、上記の指示された局部中継器がステップ(e)にお
   いて成功したものの中に含まれていなかった場合には、
   上記の指示された局部中継器の所定の側の選択された局
   部中継器が第２の局部中継器回路争奪段階で総体的に成
   功したとして宣言することにより、第２の局部中継器回
   路争奪段階（５３）を実行するステップ(f)とを有し、 上記ステップ(d)を実行するとき、上記ステップ(f)にお
   いて総体的成功として宣言された回路基板が後続のパケ
   ット伝送周期の間に上記基板の情報パケットを送ること
   を可能にし、さらにＮ−１個の各基板群の中で第２の基
   板群回路争奪段階で不成功の基板群に、それらのパケッ
   トを送るべきではないこと、および上記の不成功の回路
   基板は完全空白のパケットを送りかつ次のパケット伝送
   周期中に再び回路争奪を行うべきであることを知らせる
   ようにしたことを特徴とする請求項１または２記載の通
   信網のための回路争奪方法。
6. 【請求項６】上記ステップ(d)を実行するとき、各情報
   パケットが上記局部中継器および上記主中継器を介して
   ＮｘＭ個の各回路基板に送信される前に、上記通信網に
   おいて誤りの検出および障害の隔離を効果的に行うため
   に、上記パケットに誤り検出符合を追加するようにした
   ことを特徴とする請求項５記載の通信網のための回路争
   奪方法。
7. 【請求項７】上記ステップ(d)を実行するとき、上記通
   信網に接続されたＡＣ結合受信装置のデューティ・サイ
   クルをほぼ一定に維持するために、上記成功回路基板と
   上記成功局部中継器と上記主中継器とを介して送信する
   べき各情報パケットを、そのパケットの信号の所定数の
   変化と平均的な電力レベルを保証する符合によって符合
   化するようにしたことを特徴とする請求項５記載の通信
   網のための回路争奪方法。
8. 【請求項８】回路基板からなる複数のＮ個の（Ｎ≧１と
   する）基板群の各々における複数のＭ個の回路基板の間
   で回路争奪手順を実行し、各基板群の各回路基板がＸ個
   の（Ｘ＞１とする）優先レベルのうち所定の１レベルを
   割り当てられた回路争奪装置において、 (1)基板群の各回路基板の優先レベルを示す所定の符合
   信号を伝送する伝送手段（４０、４１）と、 (2)各基板群のＭ個の回路基板からの上記符合信号に応
   じて、各基板群の上記Ｍ個の回路基板の中から、(i)送
   信するべき実データ・パケットを有しかつ(ii)送信すべ
   き実データ・パケットを有する各基板群の上記回路基板
   の最高の優先度をも有する回路基板を判定し、そのよう
   な回路基板を各基板群における第１の基板群回路争奪段
   階で成功したとして宣言する第１基板群回路争奪段階判
   定・宣言手段（４２、４３）とを有し、第１の基板群回
   路争奪段階を実行する手段（ａ）（第３図の１９）と、 (i)一連の各パケット伝送周期の間に各基板群のＭ個の
   回路基板の異なる１つを指示するようにポインタを設定
   する設定手段（４８、６０）と、(ii)各基板群において
   ポインタによって指示された回路基板が上記第１の基板
   群回路争奪段階において成功回路基板の中に含まれた場
   合には、上記の指示された回路基板を第２の基板群回路
   争奪段階で総合的に成功したとして宣言し、また上記の
   指示された回路基板が上記第１の基板群回路争奪段階に
   おいて成功回路基板の中に含まれなかった場合には、上
   記の指示された回路基板の所定の側の選択された回路基
   板を上記第２の基板群回路争奪段階で総体的に成功した
   として宣言する宣言手段（４６）とを有し、上記第２の
   基板群回路争奪段階を実行する第２基板群回路争奪段階
   実行手段(b)（第４図の１９）と、 上記第２基板群回路争奪段階実行手段の上記宣言手段に
   応答して、各基板群において第２の基板群回路争奪段階
   の総体的成功基板群として宣言された回路基板の送信部
   が、そのパケットを後続のパケット伝送周期の間に送信
   することを可能にする手段(c)（４７）と、を有するこ
   とを特徴とする通信網のための回路争奪装置。
9. 【請求項９】基板群の上記複数のＭ個の回路基板のすべ
   てが、送信するべき実データ・パケットを全く持ってい
   ないことを、それらの符合信号によって示した場合、そ
   れに応じて、 上記第１基板群回路争奪段階判定・宣言手段が、上記基
   板群のＭ個のすべての回路基板を第１の回路争奪段階で
   成功したとして宣言し、さらに 上記第２基板群回路争奪段階実行手段によって上記基板
   群のＭ個の基板群の総体的成功基板群として宣言された
   回路基板の送信部（１７）が、予め定められた後続のパ
   ケット伝送周期の間に、所定のビット配列を有する完全
   空白の情報パケットを送信するようにしたことを特徴と
   する請求項８記載の通信網のための回路争奪装置。
10. 【請求項１０】情報パケットを受信する受信装置におけ
    る誤りの検出、および各々がＭ個の回路基板からなる複
    数のＮ個の基板群を備えた通信網における障害の隔離を
    効果的に行うために、基板群の総体的成功基板群として
    宣言された回路基板の上記送信部が、それが送信する各
    情報パケットに誤り検出符合を送るように構成されてい
    ることを特徴とする請求項８または９記載の通信網のた
    めの回路争奪装置。
11. 【請求項１１】第２基板群回路争奪段階実行手段により
    第２の基板群回路争奪段階の総体的成功回路基板として
    宣言された回路基板の送信部が、 複数のＭ個の回路基板を備えた通信網に接続されたＡＣ
    結合受信装置のデューティ・レベルをほぼ一定に維持す
    るために、送信するべき各情報パケットをそのパケット
    の信号の所定数の変化と平均的な電力レベルを保証する
    符合によって符合化を行う手段を有することを特徴とす
    る請求項８または９記載の通信網のための回路争奪方
    法。
12. 【請求項１２】各々がＭ個の回路基板からなる複数のＮ
    個の（Ｎ＞１とする）基板群を備えた通信網において使
    用され、Ｎ個の各基板群における第２の基板群回路争奪
    段階の成功回路基板の間で第２の二段階回路争奪手順を
    実行する第２の二段階回路争奪手順実行手段を有し、こ
    の第２の二段階回路争奪手順実行手段が、 上記Ｎ個の基板群におけるＮ個の成功回路基板の中で、
    (i)送信するべき実データ・パケットを有しかつ(ii)Ｎ
    個の基板群において送信するべき実データ・パケットを
    有する上記回路基板の最高の優先度も兼ね備えた回路基
    板を判定する判定手段(a)と、上記Ｎ個の基板群から判
    定した上記回路基板を、上記第２の二段階回路争奪手順
    の第１回路争奪段階で成功したとして宣言する宣言手段
    (b)を備え、上記第２の二段階回路争奪手順の第１回路
    争奪段階を実行する第１回路争奪手段と、 上記第１回路争奪手段の上記宣言手段からの出力に応じ
    て上記第２の二段階回路争奪手順の第２回路争奪段階を
    実行し、(i)一連の各パケット伝送周期の間にＮ個の基
    板群の異なる１つを指示するようにポインタを設定する
    設定手段と、(ii)ポインタにより指示された基板群が、
    上記第２の二段階回路争奪手順の第１回路争奪段階の成
    功基板群の中に含まれていた場合、上記基板群の成功回
    路基板を、上記第２の二段階回路争奪手順の第２回路争
    奪段階で総体的に成功したとして宣言する第１の出力信
    号、または、上記の指示された基板群が、上記第２の二
    段階回路争奪手順の第１回路争奪段階で成功したものの
    中に含まれていなかった場合、上記の指示された基板群
    の所定の側の基板群の回路基板を、上記第２回路争奪段
    階で総体的に成功したとして宣言する第２の出力信号の
    何れかを生成する生成手段を有する第２回路争奪手段
    と、 上記第２回路争奪手段の生成手段からの第１または第２
    の上記出力信号に応じて、第２基板群回路争奪段階実行
    手段から許可されると共に上記第２の二段階回路争奪手
    順の第２回路争奪段階で総体的成功として宣言された送
    信部に、そのパケットを後続のパケット伝送周期に送信
    させる送信手段と、を有することを特徴とする請求項８
    または９記載の通信網のための回路争奪装置。
13. 【請求項１３】Ｎ個の基板群のすべてが、それらの総体
    的成功回路基板に送信するべき実データ・パケットが全
    く無いことを示した場合、 上記第１回路争奪手段は、Ｎ個の基板群のすべてに応
    じ、Ｎ個の基板群のすべてを第２の二段階回路争奪手順
    の第１回路争奪段階の成功基板群であると宣言し、さら
    に第２の出力信号が上記第１回路争奪手段によって生成
    されると、上記第２の二段階回路争奪手順において総体
    的成功として宣言された基板群に属し、上記第２の基板
    群回路争奪段階で成功として宣言された回路基板が、完
    全空白の情報パケットを送信するようにしたことを特徴
    とする請求項１２記載の通信網のための回路争奪装置。
14. 【請求項１４】情報パケットを受信する受信装置におけ
    る誤りの検出を行い、さらに複数のＮｘＭ個の回路基板
    を備えた通信網における障害の隔離を実現するために、
    第２の二段階回路争奪手順の第２回路争奪段階で総体的
    成功として宣言された基板群の回路基板の送信部が、そ
    れが送信する各情報パケットに誤り検出符合を送るよう
    に構成されていることを特徴とする請求項１２記載の通
    信網のための回路争奪装置。
15. 【請求項１５】第２の二段階回路争奪手順の第２回路争
    奪段階で総体的成功として宣言された基板群の回路基板
    の送信部が、上記複数のＮｘＭ個の回路基板を備えた通
    信網に接続されたＡＣ結合受信装置のデューティ・レベ
    ルをほぼ一定に維持するために、送信するべき各情報パ
    ケットを、その情報パケットの信号の所定数の変化と平
    均的な電力レベルを保証する符合によって符合化を行う
    手段を有することを特徴とする請求項１２記載の通信網
    のための回路争奪方法。